發布時間：2023-08-02 點擊：

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超細纖維簡述

定型機、涂層機、地毯機專業生成廠家無錫前洲興華機械2023年8月2日訊 超細纖維(ultrafine fiber，microfiber)，是一種纖度（線密度）非常小的纖維。國際上對于超細纖維尚未有統一的定義，目前，較習慣把纖度在0.55dtex-1.1dtex之間的纖維稱為細旦纖維，把纖度低于0.55dtex的纖維稱為超細纖維。世界上最細的超細纖維，單纖線密度僅為0.000099 dtex。

超細纖維的生產方法有很多種，不同線密度纖維的生產方法有所不同，主要生產方法如圖所示。雙組分紡絲法是目前研究和應用最多的方法，其中，又以復合紡絲法應用最多。超細纖維是一種近年來發展迅速的差別化纖維，它被稱為新一代的合成纖維，是一種高品質、高技術的紡織原料，是化學纖維向高技術、高仿真化方向發展的新合纖的典型代表。它的使用能有效提高產品的檔次和附加值。

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什么是海島纖維？

海島纖維又稱基質原纖維。它是由一種聚合物A以極細的形式(原纖)分散于另一種聚合物B(基質)之中形成的，因分散相原纖在纖維截面中呈“島”狀分布，基質如“海”一樣存在，故稱之為海島纖維。海島纖維溶去“海”組分后可獲得超細纖維；去除“島”組分后，則可得到呈“蜂窩” 結構的多孔型中空纖維。我們常說的海島纖維主要指前者，即：海島型超細纖維。

根據“島嶼”分布規律不同，海島型超細纖維可分為定島和不定島兩種。前者，“島”組分有規則的連續分布在“海” 組分中，一般采用復合紡絲法紡長絲；后者，“島”組分以原纖狀無規則且不連續的分散于“海”組分中，但其主軸與纖維軸一致，一般采用共混法紡絲法得到粗細不勻、長短不等的短纖。目前，復合法紡絲使用的較多，因為它可以制得各種性能穩定的超細纖維。

生產海島型超細纖維的“海”和“島”是兩種熱力學不相容組分，“島”組分一般以 PET、PA 或聚丙烯為多，而“海”組分則選用COPET 、PE、PA 、PS及PET等。定島型的島數通常為 16 、36 、37 、5l 、64，200等。“海”與“島”的比例從原來的60∶40 演變為30：70、20∶80甚至10∶90。在技術上也可以實現海組分比例為 2 %～10 % ，由于海組分少，溶去量小，相應成本可以降低，但因纖維之間空隙減少，會對織物風格造成一定影響。目前市場生產的海島型超細纖維主要有 PET/COPET和 PA /COPET（或PET）兩種，前者主要生產長絲用于生產各種紡織品，后者主要生產短纖用于合成革基布。

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海島型超細纖維仿麂皮絨染整探討

超細纖維的應用范圍非常廣，制作仿真絲面料、中高檔服裝面料、超高密織物、仿桃皮絨織物、仿麂皮織物、醫療防護織物、紙制品等。這里我們主要介紹海島型超細纖維仿麂皮絨的染整加工。仿麂皮絨有很多種類，主要分為機織物、針織物及非織造布三大類。機織物分緯向麂皮及經向麂皮；針織物又分為經編麂皮和緯編麂皮；非織造布則以超纖革為主。

主要介紹 PET/COPET 海島型超細纖維仿皮絨機織物的染整加工。

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退漿、精煉

海島型超細纖維織物在紡絲和織造的過程中會引入一些漿料、油劑等雜質，如去除不當，對織物的染色會產生很大的影響。目前所使用的漿料以聚丙烯酸酯類漿料為主，必須在堿性溶液中才能去除，一般用純堿即可滿足要求。但是，采用噴水織機織造的織物必須用燒堿才能充分去除。

對于一般的薄型織物，退漿、精煉兩者可以合一，但對于中、厚型織物，極易產生退漿不勻而影響產品質量。在退漿、精練前，應使織物在退漿精練液中無張力狀態下靜止6～6. 5min，使退漿精練液完全滲透到織物內部，同時盡量在無張力條件下和使用軟水對織物進行加工。

退漿、精練一般在連續式減量機或高溫高壓溢流機中進行，工廠可以根據自身條件而定。

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開纖

開纖是實現超細纖維的關鍵環節。海島型超細纖維的開纖通常是用熱堿將 可溶性的COPET 水解溶離掉，得到蓬松柔軟的超細纖維。

一般采用織物的失重率來控制織物開纖的程度。失重率是織物總重量的變化。不同織物的的失重率有所不同，主要由海島絲“海”與“島”的組成比例及織物的組織結構決定。在開纖時，由于堿的作用，會導致多方面的失重，這包括織物上未除盡的油劑(或漿料) 、“海”組分水解溶脫、“島”組分的水解剝離。如果織物中存在高收縮絲，那么高收縮聚酯纖維也較容易水解失重。然而，“島”組分及高收縮絲的水解是我們不希望看到的。這就需要對紗線原料及織物的組織結構有相當程度的了解，根據實際情況，采取有效合理的開纖工藝。

基于“海”組分COPET和“島”組分PET對堿的水解速率不同及COPET可吸附陽離子染料的特性，有人研制了一種陽離子染料著色劑，用來測定“海”組分減量溶離變化，即：“島”纖維開纖程度。通過顯微鏡觀察及測定纖維失重率變化和著色深度變化，以觀察海島纖維溶離開纖變化。這種方法既方便又準確。

溫度、堿劑用量及處理時間是影響開纖效果的三個重要因素。溫度過高、堿劑濃度過大、處理時間過長，會造成“島”組分的過度損傷，從而影響織物性能；而溫度偏低，堿劑濃度偏小、處理時間不夠，則開纖不徹底，不僅會對后續的染色增加困難，而且還會影響織物的最終風格。開纖的理想結果是：既要充分去除COPET，又要盡量防止PET島纖維受到損傷，還應注意高收縮絲的損傷及收縮程度。

有些工廠將退漿、精煉、減量（開纖）在高溫高壓染色機中采用一浴法進行，縮短了工藝，降低了成本，但該方法對織物的風格有一定程度的影響。實際生產中，應根據客戶的合理選擇工藝。

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定型

仿麂皮絨織物的定型分預定型和后定型。預定型的目的是消除前道工序產生的褶皺，以便后道磨毛（拉毛）工序能順利進行。定型的溫度要選擇適當，溫度太低則布面皺痕不易去除，影響后續磨毛及染色。嚴重時門幅穩定性不夠，并影響成品的手感和風格；溫度過高則布面發硬，有時還會產生色變染疵。一般預定形溫度控制在 160～170 ℃，車速40-60m/min。染色后的定型主要是穩定門幅，使織物達到規定的尺寸和克重，此時溫度可以高些，但定型溫度的提高會使織物的色牢度（如：摩擦牢度，日曬牢度等）有所下降，需綜合考慮。

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磨毛

磨絨是海島型超細纖維仿麂皮絨染整加工的關鍵工序，它不僅影響到染色質量，而且對成品風格起決定性作用。絨毛的長度和覆蓋度主要受以下因素影響：背墊紗的長度，進布速度，磨毛砂棍的轉速，織物與砂棍的接觸狀態，砂紙、砂料的形狀和規格以及壓力輥與砂棍間的間距等。工廠在實際生產中需要積累經驗，才能很好的把握織物風格和手感。不同織物由于纖維性質、組織結構和染整前加工條件不同，所以磨毛工藝的控制也不同。為了便于起毛和磨絨，有時在磨絨前的預定型加工中加入起毛劑，磨絨后可獲得一層具有“書寫”效果的絨毛。

磨毛時，砂皮的選擇一般是由粗到細，例如：砂皮數目從240目-600目。磨棍轉速由低到高，如：800-1000r/min；轉向與織物運行的方向順反交替。

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染色

海島型超細纖維因其具有很小的線密度，其染色性能與普通滌綸相比具有明顯的不同。

(1) 上染速度快

由于超細纖維細度小、表面積大、吸附染料快；又由于纖維半徑小、染料擴散進入纖維的路程短、擴散時間段；此外纖維無皮層結構，無定形區含量也較高，所以染料上染纖維速度快，對高速紡絲的纖維更為明顯。海島型超細纖維不僅比普通纖維上染速度快，比相對較粗的裂片剝離性超細纖維的上染速度也快。

（2）勻染性差

影響勻染性的因素很多，對超細纖維來說，纖維線密度的均勻性和剝離開纖的程度對勻染性影響很大。纖維越細，上染速度越快，勻染性也就越差,纖維線密度不均勻、開纖不充分和不均勻，勻染性也差，而且很難通過控制染色條件來克服。所以海島型超細纖維紡織品勻染性很難控制。

（3）移染性較好

超細纖維線密度小,纖維移染性則較好。為此，適當延長染色時間,提高移染程度可以改善勻染效果。但對于纖維結構、粗細或開纖不均勻引起的染色不勻,延長移染時間是無法提高勻染程度的。

（4）提升性好

提升性是指隨著染料用量的增加，纖維上染料濃度遞增的性能。提升性不僅取決于染料的結構，也和纖維的結構有關。不同纖維染色提升性不同。一般來說,在一定濃度范圍內,線密度越低,纖維的染色提升性越好。這是由于纖維越細，比較面積越大,染料吸附越快,表面吸附染料量越多。相同條件下,纖維越細,吸附的染料量越多。

（5）顯色性差

顯色性通常是指在一定條件下，染色纖維顏色深度遞增的性能。不同纖維的顯色性有所不同，即使纖維上的染料濃度相同，顯現的顏色深度也會有所不同。這和纖維的許多性質有關，特別是纖維的線密度和截面形狀有關。超細纖維，特別是海島型超細纖維的顯色性比普通纖維低很多。主要原因是超細纖維線密度小、比表面積大，對光的反射和散射強，纖維的顯色效率低。為了獲得相同的顏色深度，超細纖維的染料濃度要比普通纖維高的多。在相同表觀深度的條件下，纖維的線密度和纖維上的染料濃度有下述近似關系：

由上式可知：纖維線密度越小，染料濃度則越高。超細纖維的染料用量往往是普通纖維的數倍。由此可知，超細纖維染不深不是由于染料上染量少，而是由于物理光學性能不同所致。

（6）顏色鮮艷度差

超細纖維不僅染不深，而且顏色一般不鮮艷，色光和普通纖維差別很大，其原因也是由于其物理光學性能不同，表面積大、直徑小、散射能力大，會發生瑞利或米氏散射，這些散射都會產生一定的顏色，是染色纖維色澤變萎暗。

（7）染色重現性差

基于超細纖維上然速度快，勻染性差，顯色性差和染料在纖維表面吸附量高等原因，超細纖維織物的染色重現性較差，特別是超細纖維與多種纖維，包括多種線密度不同、截面形狀不同的聚酯纖維的混紡或交織織物，染色重現性更差。

（8）染色牢度差

超細纖維紡織品的染色牢度一般比常規纖維差，包括耐曬、耐洗和耐升華牢度。其原因主要還是纖維細、比表面積大。這一方面是纖維表面吸附的染料量多，光作用后易褪色；另一方面纖維細，光線容易透入纖維內部，使內部的染料也海島型超細纖維及其織物的染整加工淺析易于褪色。較常規纖維不同之處，還包括染料深度對耐曬牢度的影響。表面吸附染料量多，自然也使耐洗牢度降低。同理，纖維受熱時染料易發生熱遷移，即由纖維內向纖維表面遷移較普通纖維明顯，因而也引起褪色。這對海島型纖維，特別是后整理后纖維上存在油劑、表面活性劑和整理劑時更為明顯。它不僅引起牢度降低，還引起色變，是染整加工時特別要注意的問題。

（9）低聚物多

聚酯纖維中總是含有少量低聚物，一般情況下對纖維應用影響不大，但是在分散染料高溫高壓染色時，這些低聚物會從纖維內遷移到纖維表面，或落入染浴中。若沉積在纖維表面會給染整加工(包括紡織加工)帶來問題，落入染浴中也有可能再粘附在纖維表面，產生染疵。最常見的疵病是產生染斑，這是分散染料

高溫高壓法染色易出現的問題。海島型超細纖維由于纖維細，低聚物更容易從纖維內部遷移出來，且比表面積大，落入染浴的低聚物也易再粘附在紡織品表面；又因其紡絲方法不同于常規纖維，不論是海島法，或是復合剝離法，紡絲時形成的纖維較粗，內部的低聚物不易洗除，剝離后纖維很細，比表面積又大，極易遷移出來。所以超細纖維染色時的低聚物問題比常規纖維染色嚴重，染液或纖維表面形成的低聚物量較多。所以，海島型超細纖維紡織品染色的難度要比常規滌綸大很多。

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注意事項

因海島型超細纖維具有以上特殊的性能，所以其織物或者不同線密度混紡織物的染色要注意以下幾點。

1、 起始染色溫度低

由于由于超細纖維表面積大，上染速度快，表面吸附的染料量多。表面吸附的染料具有 Langmuir定位吸附特征，勻染性很差。普通滌綸在90℃左右才有明顯的上染，而有研究表明超細纖維在70℃左右就有很高的上染率。所以起始染色溫度應大大低于纖維的玻璃化溫度，一般應50℃起染。起染溫度過過高，容易造成色花。

2、 升溫速度應慢，并應加快染液的循環速度

超細纖維因其具有較大的比表面積，對染料的吸附能力強，染料上染速率比普通滌綸快很多。所以，超細纖維織物的上染過程對溫度很敏感。溫度高于90℃后，超細纖維對染料的吸附明顯加快，特別是 90℃～110 ℃，絕大部分的染料在這個過程中完成了吸附及上染，此時應控制好升溫速率不宜過快，一般為0.5-1.0℃/min，這樣可使染料均勻擴散進入纖維內部。否則，這個階段升溫速率過快很容易引起上染不勻，色花。即使在 120～130℃，此時染料已大量吸附到纖維上，但由于染料此時主要按 Nernst分配機理吸附在纖維內，溫度高，分配吸附常數大，即吸附能力大，也易使染料分配不勻。含有不同線密度纖維的紡織品，更會因上染速度、上染量和染料在纖維內分布不同，而造成色差。加快染液的循環速度能夠變相的降低因升溫速率出現色花及頭尾色差的機率。但是，也要注意，布速太快會對織物絨毛風格產生一定的影響，因此還需綜合考慮。

3、 分段升溫、分段保溫

在低于90℃時，主要控制染料在纖維表面均勻吸附；達到90℃后，接近纖維的Tg，染料加快向纖維內擴散，此時吸附速度隨溫度變化最快，為了均勻染色，增強染料在纖維表面移染，可以保溫一定時間，在溫度高于110℃左右后，染料已絕大部分吸附在纖維上，此時染料在纖維中的擴散速度很快，因此，再保溫一定時間可以提高染料在纖維中的分配均勻程度。對含有不同線密度的紡織品，為了使不同纖維上的染料上染量或 K /S 值接近一致，也可以通過保溫來提高均勻性。對于一些長期間從事超細纖維染色的工廠，對染料及織物有相當程度的了解后，也可以采用一步升溫，但要嚴格控制升溫速率，以免出現染色不勻及色花。

4、 最高染色溫度應根據纖維、染料及紡織品中線密度差別來確定

一般來說，超細纖維紡織品的 K/S 值在 120℃～125℃最高。高于這個溫度 (如 130 ℃)，染料主要是吸附在纖維內部，即染料按 Nernst分配吸附在纖維無定形區，表面染料量相對較少，顏色更加穩定，摩擦牢度也較好，特別是染料濃度高時更為明顯。所以，對深色品種來說宜采用130℃染色。如果染色助劑中含有促進染料擴散的組分，則可適當降低染色溫度，保持在125 ℃左右。對含多種不同線密度纖維的紡織品，為了提高各種纖維的色澤均勻性，也應在 130 ℃附近保溫較長時間。

5 嚴格控制保溫時間

對于普通滌綸織物的染色，達到規定的保溫時間后，繼續保溫對織物表觀深度影響不大或略有增大；而對于超細纖維織物，尤其是超細纖維與普通滌纖維混紡的紡織品染色過程中，因纖維線密度的差異，使得染料在不同纖維上的分布情況有所不同（超細纖維多，普通纖維少）。隨著保溫時間的延長及濃度梯度的存在，染料會從超細纖維轉移到普通纖維，這對織物染色品質的控制造成一定的困難。實際生產中應嚴格控制保溫時間，避免出現缸差。另外，超細纖維的這個特性，對修色也有一定的指導作用。比如，ERD藏青對保溫時間很敏感，可以通過延長保溫時間的方法將正面深出來的蘭光轉移到織物背面。

6 降溫速度慢，排液溫度低

染色結束后，降溫過程速度不能太快，一般為1.5-2.0℃/min，注水也不宜過早，一般60℃-70℃以下時才可注水排液，否則容易產生皺印，影響布面效果。

本文僅供參考。

來源：七彩云電商 染者無疆 印染時訊

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